Nguyên tố hóa học Europi
63

samari ← europi → gadolini

Eu

↓

AmTổng quát
Tên, Ký hiệu, Số europi, Eu, 63
Phân loại nhóm Lantan
Nhóm, Chu kỳ, Khối 3, 6, f
Khối lượng riêng, Độ cứng

5.264 kg/m³, ?
Bề ngoài trắng bạc
Tính chất nguyên tử
Khối lượng nguyên tử 151,964(1) đ.v.C
Bán kính nguyên tử (calc.) 185 (231) pm
Bán kính cộng hoá trị ? pm
Bán kính van der Waals ? pm
Cấu hình electron [Xe]4f
7
6s
2

e

Đơn vị SI và STP được dùng trừ khi có ghi chú.

Europi (tên La tinh: Europium) là một nguyên tố hóa học với ký hiệu Eu và số
nguyên tử bằng 63. Tên gọi của nó có nguồn gốc từ tên gọi của châu Âu trong một
số ngôn ngữ phương Tây (Europe, Europa v.v).
Đặc trưng

Một mẩu Europi cách ly với môi trường tinh khiết 99.998%
Europi là hoạt động nhất trong số các nguyên tố đất hiếm; nó bị ôxi hóa nhanh
chóng trong không khí, và tương tự như canxi trong phản ứng của nó với nước;
các mẫu vật europi trong dạng rắn, ngay cả khi được che phủ bằng một lớp dầu
khoáng bảo vệ cũng hiếm khi có bề mặt sáng bóng. Europi tự bắt cháy trong
không khí ở khoảng từ 150 tới 180 °C. Nó có độ cứng chỉ khoảng như chì và rất
dễ uốn.
Ứng dụng

Europi là một trong số các nguyên tố được sử dụng để làm màu đỏ trong các ống
tia âm cực của tivi.
Có nhiều ứng dụng thương mại của europi kim loại. Nó từng được sử dụng làm
chất kích thích cho một số loại thủy tinh để làm laser, cũng như để chiếu chụp cho
hội chứng Down và một số bệnh di truyền khác. Do khả năng kỳ diệu của nó trong
hấp thụ nơtron, nó cũng được nghiên cứu để sử dụng trong các lò phản ứng hạt
nhân. Ôxít europi (Eu
2
O
3
) được sử dụng rộng rãi như là chất lân quang màu đỏ
trong ống tia âm cực và đèn huỳnh quang, cũng như trong vai trò của chất hoạt
hóa cho các chất lân quang trên cơ sở yttri. Trong khi europi hóa trị 3 là chất lân
quang màu đỏ thì europi hóa trị 2 là chất lân quang màu xanh lam. Hai lớp chất lân

hơn, tới 0,1%, đã cung cấp đủ lượng europi để duy trì ngành công nghiệp này.
Trước khi có europi, lân quang đỏ của tivi màu là rất yếu và các màu từ các chất
lân quang khác buộc phải chặn lại để duy trì sự cân bằng màu. Với lân quang
europi đỏ tươi, đã không cần thiết phải ngăn chặn các màu khác và hình ảnh tivi
màu tươi hơn là kết quả của nó. Europi vẫn tiếp tục được sử dụng trong công
nghiệp sản xuất tivi kể từ đó, và tất nhiên, cũng trong sản xuất màn hình máy tính.
Bastnasit ở California hiện nay bị cạnh tranh từ mỏ tại Bayan Obo (Nội Mông,
Trung Quốc), với hàm lượng europi thậm chí còn "giàu hơn", tới 0,2%.
F. H. Spedding (1902-1984), trong kỷ niệm về phát triển công nghệ trao đổi ion
của ông, một công nghệ đã tạo ra một cuộc cách mạng trong công nghiệp đất hiếm
vào giữa thập niên 1950, từng kể lại câu chuyện về việc trong thập niên 1930, khi
ông đang giảng về các loại đất hiếm thì một người đàn ông cao tuổi tới gần ông và
đề nghị tặng ông vài pao ôxít europi. Điều này là một lượng chưa từng nghe thấy
bao giờ vào thời gian đó và Spedding đã không để tâm tới lời đề nghị đó. Tuy
nhiên, một gói quà đã được gửi tới theo đường bưu điện và chứa vài pao ôxít
europi thật sự. Người đàn ông đứng tuổi đó hóa ra là giáo sư, tiến sĩ Herbert
Newby McCoy (1870-1945)
[2]
, người đã phát triển phương pháp tinh chế europi
bằng phản ứng ôxi hóa-khử với kẽm
[3][4]
.
Phổ biến
Europi không được tìm thấy ở dạng tự do trong thiên nhiên; tuy nhiên có nhiều
khoáng vật chứa europi, với các nguồn quan trọng nhất là bastnasit và monazit.
Europi cũng được nhận dạng là có trong quang phổ Mặt Trời và một số ngôi sao.
Sự suy kiệt hay sự giàu thêm của europi khi so sánh với các nguyên tố đất hiếm
khác có trong các khoáng vật được biết đến như là dị thường europi.
Europi hóa trị 2 ở lượng nhỏ đóng vai trò như là chất hoạt hóa sự phát huỳnh
quang màu lam tươi của một số mẫu khoáng vật fluorit (diflorua canxi). Các mẫu

thế trong điều kiện ngoài khí quyển thì các dạng hóa trị +3 là thịnh hành hơn
nhưng trong tự nhiên, các hợp chất europi (II) có xu hướng thịnh hành hơn, ngược
lại so với phần lớn các nguyên tố nhóm Lantan khác (chủ yếu có các hợp chất với
trạng thái ôxi hóa +3) vì trong điều kiện yếm khí, và cụ thể là trong các điều kiện
địa nhiệt, thì các dạng hóa trị 2 là đủ ổn định, vì thế nó có xu hướng hợp nhất vào
trong các khoáng vật của canxi và các kim loại kiềm thổ khác. Đây chính là
nguyên nhân của "dị thường europi âm", làm suy kiệt europi do nó bị hợp nhất vào
các khoáng vật thường là chứa các nguyên tố nhẹ trong nhóm Lantan như monazit,
có liên quan tới độ phổ biến của chondrit. Bastnasit có xu hướng thể hiện dị
thường europi âm ít hơn so với monazit và vì vậy nó mới là nguồn chính cung cấp
europi ngày nay.
Một vài hợp chất của europi bao gồm:
 Các florua: EuF
2
, EuF
3

 Các clorua: EuCl
2
, EuCl
3

 Các bromua: EuBr
2
, EuBr
3

 Các iodua: EuI
2
, EuI

kỳ bán rã khoảng năm
[5]
, phù hợp tương đối hợp lý với các dự đoán
lý thuyết. Bên cạnh đồng vị phóng xạ tự nhiên Eu
151
còn có 35 đồng vị phóng xạ
nhân tạo khác đã được miêu tả, với các đồng vị ổn định nhất là Eu
150
có chu kỳ
bán rã 36,9 năm, Eu
152
có chu kỳ bán rã 13,516 năm và Eu
154
có chu kỳ bán rã
8,593 năm. Tất cả các đồng vị phóng xạ còn lại có chu kỳ bán rã dưới 4,7612 năm
và phần lớn trong số này có chu kỳ bán rã dưới 12,2 giây. Nguyên tố này cũng có
8 trạng thái giả ổn định, với ổn định nhất là Eu
150m
(t
½
12,8 giờ), Eu
152m1
(t
½
9,3116
giờ) và Eu
152m2
(t
½
96 phút).

Barn
5.900

12.800

312 1.340

3.950

Sản phẩm phân hạch
tuổi thọ trung bình
Tc:

Đơn vị:

t
½

a
Hiệu suất

%
Q *

KeV

βγ

*


(chu kỳ bán rã 8,593 năm) không thể là các sản phẩm của phân rã beta do Sm
152
và
Sm
154
là không phóng xạ, nhưng Eu
154
là nuclide "khiên" tuổi thọ cao duy nhất,
ngoài Cs
134
, có hiệu suất phân hạch trên 2,5 ppm các phân hạch
[6]
. Mọt lượng lớn
hơn của Eu
154
sẽ được sinh ra bởi hoạt hóa nơtron của một tỷ lệ đáng kể Eu
153

không phóng xạ; tuy nhiên, phần lớn của nó sẽ chuyển hóa tiếp thành Eu
155
.
Eu
155
(chu kỳ bán rã 4,7612 năm) có hiệu suất phân hạch 330 ppm đối với U
235
và
các nơtron nhiệt. Phần lớn sẽ được biến đổi thành Gd
156
không phóng xạ và không
hấp thụ vào cuối của chu trình cháy kiệt của nhiên liệu.


14.1 0,0008

316

β
Sr
90

28,9 4,505

2.826

β
Cs
137

30,23

6,337

1176

βγ

Sn
121m

43,9 0,00005


F. Các
nguyên tố nhóm Lantan với số nguyên tử chẵn nói chung là phổ biến hơn. Theo
trật tự độ phổ biến giảm dần thì các nguyên tố nhóm Lantan trong các khoáng vật
sẽ là xeri, lantan, neodymi, praseodymi. Monazit cũng chứa thori và yttri, điều này
làm cho việc xử lý khó khăn hơ do thori và các sản phẩm phân ly của nó có tính
phóng xạ.
Đối với nhiều mục đích cụ thể, không cần thiết phải tách riêng các kim loại này,
nhưng nếu việc chia tách thành các kim loại riêng rẽ là cần thiết thì quy trình là
cực kỳ phức tạp. Ban đầu, các kim loại được chiết tách như là các muối từ quặng
bằng chiết tách với axít sulfuric (H
2
SO
4
), axít clohiđríc (HCl) và hydroxit natri
(NaOH). Các kỹ thuật tinh chế hiện đại cho hỗn hợp các muối nhóm Lantan này là
khéo léo và bao gồm các kỹ thuật phức chất hóa chọn lọc, chiết dung môi và phép
ghi sắc trao đổi ion.
Europi tinh khiết thu được nhờ điện phân hỗn hợp EuCl
3
và NaCl (hay CaCl
2
)
nóng chảy trong các buồng dùng graphit làm anôt còn chúng làm catôt. Phụ phẩm
thu được là khí clo. Nó cũng có thể điều chế bằng cách khử ôxít của nó bởi lantan
kim loại sau đó chưng cất.
Tham khảo và ghi chú
1. ^ Europium and the Euro
2. ^ Kasimir Fajans, David W. Stewart, Các khoa Hóa và Lý, Đại học
Michigan, Ann Arbor, Michigan Induced Radioactivity in Europium, pdf
file, Physical Review, Quyển 56, trang 625-628, 1-10-1939, DOI: